罗文海
物理是一门以实验为基础的科学,物理实验教学在物理教学中占有十分重要的地位。随着物理教学改革的不断深入和发展,实验探究越来越被人们所认识,但在教学实践中发现一张纸、一个空的饮料瓶、一个乒乓球等,都可以制作物理教具。这些低成本自制教具由于材料易找,实施方便,贴近生活,亲近感强,形式多变,新奇有趣,节省资源,变废为宝,易于制作和使用等特点,特别能吸引学生的学习兴趣,教学效果非常好,是提高课堂效率的一剂良药。巧用学生身边的物品,自制一些教具,增加实验或者对实验加以改进,有效地突破了教学的难点,提高了课堂效率,现就浮力知识的几个实验教学与大家共同交流。
一、探究浮力产生的原因
实验材料:去掉底部的废弃饮料瓶一个、乒乓球一只。
实验方法:旋紧瓶盖,底部朝上将乒乓球放入瓶中,再向瓶中注水,乒乓球浮起;拧下瓶盖,底部朝上将乒乓球放入瓶中,再向瓶中注水,乒乓球却沉在水底,此时用硬纸片或瓶盖堵上瓶口,乒乓球又浮起。
实验结论:浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差。
实验优点:制作简单,效果明显,通过实验现象的对比给学生很大的认知冲突,容易唤起学生的求知欲;取材于学生身边的物品,成本低廉,给学生一种亲切感,拉近了物理与生活的距离,消除了学生学习物理的神秘感,让学生感受到科学的真实性。
实验说明:教材中对浮力产生的原因是从压强知识着手进行理论分析得出的,较抽象,增加这个对比实验之后,使学生从实践中认识到浮力产生的原因,更形象直观,给学生以较深的印象,增加对这一知识的理解,效果更好。
二、探究浮力的方向
实验材料:深水桶、重垂线、铁架台、小铁块、乒乓球、烧杯、细线(红色)。
实验方法:把重垂线(红色细线与小椎体做成)悬挂在铁架台上,把深水桶与重锤线并排摆放,用红色细线把小铁块与乒乓球系在一起放入深水桶,用烧杯向桶内注水,观察桶内的红线。当桶内红线被拉直时发现重锤线与桶内的红线是平行的。晃动深水桶或把深水桶倾斜,仍然会观察到两条红线是平行的。
实验结论:浮力的方向是竖直向上的。
实验优点:材料易得,制作简单,操作方便,实验效果明显,有利于构建和谐高效的课堂;实验原理清楚明了,实验设计既注重探究的过程,又渗透科学方法。这个实验体现了“用教材而不是教教材”的新理念;有利于培养学生交流合作的团队精神和创新能力的发展。
实验说明:教材中对浮力的方向没有过多的介绍,增加这个实验一下子使浮力的方向问题形象化了。一条在水中被竖直拉直的红线反映出了浮力的方向是向上的,并且是竖直的。可以让学生根据实验情况进行猜想,再进行演示证实,这是培养学生研究问题的科学思维习惯,同时也渗透了“转化法”的物理学习方法。在此设计的基础上,在深水桶旁边增加了一个重锤线,让学生观察随着深水桶的晃动、倾斜,桶内红线是否与重锤线相互平行,这样的对比,使学生思维的全面性、深刻性就一下子体现了出来。把深水桶与重锤线并排摆放,易于学生观察,同时也增加了实验的可对比性。为了增加实验的可见度,在上课时可以用展台把实验现象展示到大屏幕上,便于全体学生观察。
三、自制潜水艇模型
实验材料:一支空的口服液玻璃瓶、一个塑料瓶。
实验方法:用一支空的口服液玻璃瓶盛上适量的水后,倒扣在盛水的塑料瓶中,塑料瓶内的水大约为70%—80%为宜,保持玻璃瓶刚好漂浮在水面上,然后盖上塑料瓶盖。用手挤压塑料瓶时,玻璃瓶内的水增多,当玻璃瓶所受的浮力小于重力时,玻璃瓶就会下沉;慢慢放开手,玻璃瓶内的水就会减少,当玻璃瓶所受的浮力大于重力时,玻璃瓶就会上浮。
实验结论:潜水艇就是靠改变自身的重力来实现上浮和下沉的。
实验优点:取材于学生身边的废弃物品,制作简单,便于操作,而且现象明显,效果较好,拉近了物理与生活的距离,使学生感到物理就在身边,身边处处有物理。
实验说明:此实验可以以魔术的形式出现,在讲课时可以一手挤压塑料瓶,一手指向玻璃瓶,使其向上或者向下运动,以此来引起学生的学习兴趣,学生会急于揭示这个魔术的本来面目,激发学生动手操作的欲望。在好奇心的驱使下,学生会进一步深入研究,找出其奥秘所在,培养学生分析和解决问题的能力。
在物理教学中,改进实验,自制教具是教师创造性劳动的一种表现,也体现了“用教材而不是教教材”的新的课程理念。它既有助于培养学生动手动脑分析解决问题的能力,同时也加强了物理与生活的联系,实践了新课程倡导的“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念,激发了学生学习物理的兴趣,可谓一举多得。在教学中,我们通过巧用身边的课程资源,改进实验,自制教具,彰显了物理实验的魅力,优化了物理课堂教学,轻松地突破了教学的难点,提高了课堂效率。